Question

18．根据组成原电池的条件，试以反应：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，设计一个原电池，画出示意图并标出原电池的正、负极和电子流动方向，写出电极反应式．供选用的电解质溶液有：稀硫酸、硫酸铜溶液、氯化铜溶液．供选用的电极材料有：锌片、铜片、铁片，石墨．

Answer 1

分析 该反应中Fe元素化合价由0价变为+2价、Cu元素化合价由+2价变为0价，所以Fe作负极、不如Fe活泼的金属或导电的非金属作正极，如铜片或石墨，硫酸铜为电解质；工作时，正极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，负极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺，电子从负极沿导线流向正极．

解答 解：该反应中Fe元素化合价由0价变为+2价、Cu元素化合价由+2价变为0价，所以Fe作负极、不如Fe活泼的金属或导电的非金属作正极，如铜或石墨，硫酸铜为电解质；工作时，正极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，负极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺；
Fe作负极、石墨作正极，硫酸铜为电解质，装置图为；
故答案为：负极：Fe；负极反应式：Fe-2e^-=Fe²⁺；正极：石墨；正极反应式：Cu²⁺+2e^-=Cu；电子从Fe沿导线流向石墨，．

点评 本题考查原电池设计，为高频考点，侧重考查原电池原理、正负极判断、电子流向及电极反应式的书写，难点是原电池正负极、电解质溶液判断，电池反应式中失电子的金属作负极、发生还原反应的电解质是原电池电解质．